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了解不同土壤生物工程措施下根系分布特征与抗拉特性,对土壤生物工程措施的合理配置意义重大。本文以竣工5年的北京市怀柔区土壤生物工程试验区四种不同种植方式(埋根、扦插、梢捆、灌丛垫)下的金丝垂柳根系为研究对象,通过野外实地调查采集根系材料,进行测量统计根系形态分布指标、单根拉伸试验和根土复合体静水崩解试验,分析了不同种植方式下不同土层深度不同径级根系的生物量、比根长、根系密度等形态分布特征,以及单根抗拉特性、根土复合体抗崩解特性,结果表明:(1)四种种植方式下根系均主要分布在0-40cm深度的土层中,40cm以下的土层中分布较少,梢捆和灌丛垫区根系在0-20cm土层中尤为集中;埋根和扦插区根系在0-40cm的土层中生物量分布较为均匀。灌丛垫和梢捆区根系须根系较为发达,含量丰富,直径≤1mm细根含量占总量的百分比大小顺序为:灌丛垫(31.3%)、梢捆(19.2%)、扦插(13.5%)、埋根(12.8%)。(2)四种种植方式下根系比根长、根长密度均随土层加深而减少。在0-20cm的土层中,梢捆和灌丛垫区根系须根发达,在表层土壤密集分布,互相缠绕固结形成表层土壤保护层;扦插和埋根区根系分布更为深入,在40cm以下的土层中相较于灌丛垫和梢捆区根系仍有一定量的分布,根系对土壤加筋作用更为深入。(3)根系极限抗拉力与直径呈正相关关系。在0-20cm的土层中,不同种植方式下根系的抗拉特性存在较大差异,平均极限抗拉力大小顺序为:埋根(0.4085kN),扦插(0.2107kN),梢捆(0.1435kN),灌丛垫(0.1107kN);而平均延伸率从大到小依次为灌丛垫,梢捆,扦插,埋根。当土层深度达到20cm以下时,同一径级的根系无论是极限抗拉力还是延伸率并没有明显的区别。(4)植物根系的存在对提高土体抗崩解能力有很大贡献,灌丛垫和梢捆区根系在0-20cm的表层土壤中由于细根量丰富,对土体抗崩解能力的增益效果明显大于埋根和梢捆区,崩解速率由慢到快依次为埋根、扦插、梢捆、灌丛垫。当土层深度为20-40cm时,由于对抗崩解性作用极大的细根大量减少,根系对土体抗崩解能力的增益并不明显,四种种植方式区有根土体崩解速率差别不大。(5)运用主成分分析法,得出四种种植方式下不同土层植物根系综合护坡效果综合得分排序为:灌丛垫(0-20cm)>梢捆(0-20cm)>扦插(0-20cm)>埋根(0-20cm)>扦插(20cm以下)>灌丛垫(20cm以下)>埋根(20cm以下)>梢捆(20cm以下)。(6)针对不同河岸分区各自受侵蚀的特点,埋根和扦插措施下根系能更好地深入土层深处,可设置在岸堤区;坡面区应同时选用灌丛垫、梢捆和扦插三种种植方式以应对此区较为复杂的侵蚀;灌丛垫和梢捆方式下根系可有效减轻表土侵蚀,应设置在水位浮动区。